1.Charakterystyka głównych funkcji systemów CAD, CAM, CAP, PPC

CAD- Komputerowo wspomagane projektowanie. Główne funkcje CAD:- geometryczne modelowanie obiektów- tworzenie i edycja dokumentacji konstrukcyjnej- zapisywanie i przechowywanie dokumentacji w postaci plików lub baz danych- generowanie list zestawieniowych komponentów- wymiana danych z innymi systemami CAM- komputerowo wspomagane wytwarzanie - to techniki i narzędzia wspomagające tworzenie i uruchamianie programów NC na poziomie wydziału produkcyjnego oraz nadzór, sterowanie, urządzeniami i procesami wytwarzania i montażu na najwyższym poziomie systemów wytwórczych. Ich funkcje odnoszą się do urządzeń sterowanych numerycznie (obrabiarek)CAP - komputerowo wspomagane planowanie - głównie zadane systemów CAP można zawrzeć w pytaniu co i jak należy wykonać w procesie wytwórczym? Będą to: - generowanie planów technologicznych obróbki, pomiarów, montażu- generowanie programów NC obróbki- generowanie postprocesorów PPC- planowanie i sterowanie produkcją Główne funkcje:- tworzenie programów produkcyjnych średnio- i długoterminowych- gospodarka materiałowa i narzędziowa-planowanie cykli produkcyjnych

2. Podaj różnice między produkcją a wytwarzaniem.

Produkcja obejmuje tylko i wyłącznie samo zadanie produkcyjne, czyste produkowanie. Wytwarzanie, czyli inaczej proces wytwórczy, zawiera w sobie wszystkie etapy związane z powstawaniem wyrobu, tzn. marketing, projektowanie konstrukcji i technologii, technologiczne przygotowanie produkcji, planowanie i sterowanie produkcją.

3. Jakie są główne cechy dzisiejszych systemów i przedsiębiorstw produkcyjnych.

Wyższa jakość; duża elastyczność, krótsze cykle produkcyjne; niższe koszty produkcji, małe serie; kooperacja; automatyzacja; wielowariantowość; oszczędne wytwarzanie; produkcja na czas (JIT)

4. Co to jest projektowanie współbieżne (concurrent engineering)

Jest to metoda równoczesnego (współbieżnego) rozwoju produktu, stosowana przez interdyscyplinarny zespół projektantów pracujących w środowisku CAx i baz danych. Produkt jest rozwijany równolegle w obszarze konstrukcji, technologii, planowania procesów wytwarzania i zaopatrzenia w materiały. Prowadzi konsultacje dotyczące wprowadzania zmian i poprawek w dokumentacji projektowej. Celem CE jest skrócenie czasu rozwoju produktu, zmniejszenie kosztów oraz poprawa jakości.

5. Co to są formaty wymiany danych: standardowe i znormalizowane.

Formaty wymiany danych umożliwiają przejmowanie modeli z jednych systemów CAx do innych. Do standardowych sprzęgów można zaliczyć: DXF, VDAFS, IGES. Standardowe formaty wymiany danych są niedoskonałe, gdyż w wyniku konwersji następuje duża utrata danych. W związku z tym prowadzone są prace nad znormalizowaniem poszczególnych sprzęgów. Ma to bardzo duże znaczenie w integracji systemów CAx. Najważniejsze znormalizowane standardy to IGES, VDA-FS, STEP.

6. Jakie fazy zalicza się do planowania technologicznego.

Planowanie technologiczne obejmuje:

• Generowanie procesów technologicznych

• Tworzenie planu operacyjnego

• Dobór narzędzi i przyrządów

• Dobór maszyn i urządzeń

• Szeregowanie zadań technologicznych

7. Jak jest różnica pomiędzy planowaniem a sterowaniem produkcją.

Różnica polega na tym, że sterowanie produkcja jest opóźnione w planowaniu produkcji. Planowanie jako etap opisu produkcji i określenie jego parametrów obróbkowych maszyn, a sterowanie produkcją jest realizacja etapu planowania. Do planowania zaliczamy planowanie procesu produkcyjnego, planowanie ilości, planowanie terminów i zdolności produkcyjnych, do sterowania natomiast wystawianie zleceń oraz nadzur ich realizacji.

Planowanie - systematyczne poszukiwanie, klasyfikacja oraz ustalanie zadań produkcyjnych i środków do osiągnięcia postanowionych celów.

Sterowanie - uruchamianie, nadzorowanie i zapewnianie realizacji zadań produkcyjnych z uwagi na ilość, jakość, koszt i warunki pracy.

8. Podaj definicję i krótko scharakteryzuj bazę danych.

Baza danych to centralne ogniwo zapewniające integrację przepływu informacji technicznej w przedsiębiorstwie. Do głównych zadań baz danych należy: gromadzenie danych, udostępnianie danych użytkownikom systemów użytkowych, nadzorowanie operacji dokonywanych na nośnikach pamięci masowych, zapewnianie spójności i jednoznaczności danych.

9. Co to są systemy PDM?

PDM - Product Data Management. Są to programy integrujące dane z systemów CAD/CAM/CAP. Zawierają w sobie dane na temat struktury produktu, jego dokumentację oraz procesach jego wytwarzania. Systemy PDM umożliwiają modelowanie, zapis i przetwarzanie zawartych danych/

10. Co to jest system STEP?

STEP - Standard wymiany danych modelu produktu. Standard ten definiuje reguły zapisu modelu produktu oparte na danych geometrycznych, topologicznych, technologicznych i materiałowych. Celem normy STEP jest zapis modelu produktu w środowisku CAx niezależnie od poszczególnych cech danego systemu. Wymiana danych odbywa się za pośrednictwem procesorów STEP opracowanych indywidualnie, dla każdego systemu CAx.

11. Co to są technologie rapid prototyping?

Rapid prototyping - szybkie wytwarzanie prototypów. Technologie te umożliwiają szybkie wykonywanie modeli fizycznych na podstawie modelu geometrycznego 3D pochodzącego z systemu CAD. W tych technologiach model budowany jest warstwowo różnymi technikami. Zaliczają się do nich: stereolitografia (model powstaje z ciekłego polimeru); LOM (model budowany jest ze zgrzewanych warstw folii); SLS (model powstaje ze spiekanych promieniem lasera proszków metali, ceramiki oraz tworzyw sztucznych.

12. Opisz krótko technologię - stereolitografię.

Jest to jedna z metod szybkiego tworzenia prototypów (rapid prototyping). Jest to technika bezpośredniego wykonywania modeli na podstawie modelu 3D z systemu CAD. Pierwszym etapem jest wykonanie modelu 3D w systemie CAD, następnie specjalny program przetwarza dane geometryczne na modelu na cienkie warstwy (grubości 0,1mm). Na podstawie tych danych powstaje program do sterowania wiązką lasera, który naświetla warstwę modelu 3D na powierzchni ciekłego fotopolimeru. W miejscu naświetlenia następuje utwardzenie polimeru. W ten sposób, warstwa po warstwie, powstaje model z polimeru. W celu utwardzenia całości powstały model po wyjęciu z ciekłego polimeru zostaje naświetlony światłem UV.

13. Technologie rapid tooling - zalety i wady.

Podstawową zaletą tych technologii jest o wiele mniejszy koszt wytworzenia np. formy do odlewów (wynosi 3-6% kosztów ponoszonych w metodzie tradycyjnej) oraz bardzo krótki czas przygotowania liczony w godzinach (a nie w miesiącach)

Do wad tych technologii można zaliczyć krótszy niż w przypadku tradycyjnych metod okres użytkowania otrzymanych form, narzędzi. Zalety: Zmniejszenie kosztów (3-15% kosztów tradycyjnych metod) i czasu zarówno fazach rozwoju produktu, jak i wytwarzania gotowych wyrobów produkcji jednostkowej i małoseryjnej; mała czasochłonność prac przygotowawczych, możliwość wykonywania form i matryc prototypowych produktów o bardzo skomplikowanych kształtach wykonywanych z tworzyw sztucznych jak i metalowych (blachy).

Wady: Wysokie koszty zakupu technologii, urządzeń, oprogramowania (w przypadku polskich realiów), wysokie koszty serwisu, ….

14. Główne cele i fazy reverse engineering.

Reverse engineering, czyli inżynieria odwrotna polega na doprowadzeniu fizycznie istniejącego już modelu do postaci, którą łatwo można przekształcić w dokumentację technologiczną i wytwórczą. Podyktowane jest to dostosowywaniem produktu do gustów klient. W tym celu, w początkowych fazach rozwoju produktu, tworzy się model z łatwo dających się kształtować materiałów np. plastelin. Następnie model ten za pomocą reverse engineering przekształca się na model cyfrowy. Pierwszą fazą tego procesu jest digitalizacja modelu, tzn. zapis modelu w postaci współrzędnych punktów, na których można rozpiąć następnie powierzchnie lub bryły przetwarzane przez systemy CAD. Ta faz może być realizowana np. poprzez metody dotykowe za pomocą współrzędnościowych maszyn dotykowych. Efektem tej fazy jest powstanie cyfrowego modelu 3D. Następną fazą jest odtworzenie modelu 3D na model fizyczny metodami rapid prototyping.

15. Jakie są główne cele symulacji produkcyjnych?

• skracanie czasu projektu

• animacja procesów i zdarzeń

• weryfikacja potencjału

• analiza możliwości technicznych

• obniżka kosztów

• poprawa organizacji

• minimalizacja ryzyka

• weryfikacja funkcjonalna

• optymalizacja

16. Jakie znasz rodzaje modeli geometrycznych CAD 3D?

Można wyróżnić następujące modele 3D:

• model krawędziowy (drutowy) - powstaje z odpowiednio ułożonych i położonych w przestrzeni krawędzi reprezentujących bryłę

• model powierzchniowy - tworzony za pomocą punktów, krawędzi i ścian; zawiera powierzchnie płaskie, stożkowe i walcowe

• model objętościowy bryłowy - tworzony jest z brył geometrycznych.

17. Co rozumiesz pod pojęciem virtual reality?

Virtual Reality - technik wirtualny - zaawansowane techniki komputerowe, umożliwiające utworzenie pełnego modelu przedsiębiorstwa, a także dokonywania analizy procesów i zdarzeń w nim zachodzących za pomocą modeli symulacyjnych tworzonych w tym środowisku. Przeprowadzanie analiz możliwe jest po stworzeniu spójnego modelu przepływu danych we wszystkich obszarach przedsiębiorstwa, na który składają się modele produktów, procesów wytwórczych itp.

18. Jak można integrować systemy CAD z systemami CAP i CAM?

Do integracji systemów CAD z innymi systemami CAx może służyć model zapisany w formacie danych geometrycznych, konstrukcyjnych, materiałowych oraz technologicznych. Integracja systemów CAD z systemami CAP i CAM opiera się na wspólnych modelach geometrycznych wyrobu, który jest następnie modyfikowany, rozwijany i uzupełniany w różnych fazach rozwoju produktu. Do zapisu i wymiany danych używa się neutralnych formatów danych np. IGES, DXF, VDAFS, STEP.

19. Co to jest CIM?

CIM (Computer Integrated Manufacturing)- komputerowo zintegrowane wytwarzanie. Najbardziej rozwinięta koncepcja produkcji, integrująca narzędzia CAx w obszarach zarządzania, planowania, projektowania konstrukcyjnego i technologicznego, programowania urządzeń NC, nadzoru ich funkcjonowania oraz sterowania produkcją z uwzględnieniem gospodarki zasobami magazynowymi, transportem bliskim i logistyką. Koncepcja CIM umożliwia elastyczne reagowanie na potrzeby rynku, wprowadzenie zmian oraz modernizacje produktów i procesów wytwarzania w sposób programowy

20. Co to jest format CL DATA?

CL DATA (Cutter Location Data) - jest to neutralny standard zapisu danych o parametrach obróbki i trajektorii narzędzia w obróbce skrawaniem. Umożliwia on uniezależnienie się od specyfiki sterowników CNC. Na bazie tych danych, za pomocą odpowiedniego postprocesora, tworzy się program NC dla danego systemu sterowania w konkretnej maszynie. Ma to olbrzymie znaczenie w przypadku awarii obrabiarki NC. Nie trzeba wówczas od nowa tworzyć całego programu NC dla maszyny z innym systemem sterowania. Wystarczy tylko wygenerować, za pomocą postprocesora, program NC na bazie danych z pliku CLDATA. Proces ten jest o wiele krótszy niż przygotowanie całego programu NC od nowa.

21. Podaj główne fazy technicznego przygotowania produkcji.

Do głównych etapów TPP należy:

• Projektowanie marketingowe produktu (czyli określenie podstawowych założeń konstrukcyjnych)

• Zadania projektowo - konstrukcyjne (wszystkie etapy, których celem jest stworzenie dokumentacji konstrukcyjnej)

• Technologiczne przygotowanie produkcji (określenie technologii wytwarzania, projektowanie narzędzi i oprzyrządowania, określenie wielkości potrzeb materiałowych i czasowych, tworzenie planów i harmonogramów produkcji)

22. Co to jest PLM?

PLM - Product Lifecycle Management, czyli zarządzanie cyklem życia produktu. Rozwiązanie PLM umożliwia globalne tworzenie planów produktu, projektowanie, tworzenie i przekazywanie informacji potrzebnych do współpracy poprzez lokalne sieci.

23. Jak jest rola postprocesorów w systemach CAM/NC i jakie są sposoby konwersji danych w łańcuchu CAD/NC?

Postprocesor to program umożliwiający przetworzenie danych zawartych w pliku standardowym np. IGES, VDAFS na dane zrozumiałe dla danego systemu CAM. W programach CAM umożliwia to wykorzystanie geometrii stworzonej w systemie CAD i wykorzystanie jej przy tworzeniu technologii.

W łańcuchu danych od systemu CAD do programu NC można użyć pliki standardowe tworzone przez preprocesory systemu CAD a następnie odczytywane przez postprocesory systemów CAM. Możliwe jest także inne rozwiązanie polegające na zastosowaniu programu łączącego system CAD i CAM. Program łączący potrafi odczytać dane z systemu CAD i zapisuje je w zrozumiały dla systemu CAM sposób.

24. Główne funkcje systemów MRPII/ERP.

MRPII - Manufacturing Resources Planning, czyli planowanie zasobów produkcyjnych. ERP - Enterprise Resources Planning, czyli planowanie zasobów przedsiębiorstwa. Systemy te zawierają zbiór zasad, algorytmów i procedur zarządzania przedsiębiorstwem oraz realizacją zleceń. Główne funkcje tych systemów to:

• planowanie potrzeb materiałowych

• planowanie i sterowani produkcją

• harmonogramowanie produkcji

• gospodarka magazynowa

• obliczanie pracochłonności i kosztochłonności

• zarządzanie sprzedażą produkcji

• księgowość i finanse

25. Layout - definicja, zastosowanie, cechy.

Layout, czyli plan rozmieszczenia. Jest to metoda projektowania i planowania procesów produkcyjnych i przepływu materiałów. Dzięki niej powstaje plan rozmieszczenia maszyn i urządzeń, dróg transportowych i magazynów. Zastosowanie znajduje przy projektowaniu przedsiębiorstw, w których ze względu na minimalizację kosztów zmniejsz się liczbę maszyn i powierzchnie hali wytwórczych.

26. Jakie znasz modele (organizacji) systemów wytwórczych.

• linia produkcyjna - duży stopień automatyzacji i mały stopień integracji. Przeznaczony do produkcji masowej

• elastyczne gniazdo wytwórcze - średni poziom integracji oraz automatyzacji, przeznaczony do produkcji seryjnej

• elastyczne systemy wytwórcze - duży stopień automatyzacji oraz integracji

• automatyczne fabryki - pełna integracja i automatyzacja

• Zintegrowany system wytwórczy - pełna integracja i mała automatyzacja. Przeznaczone do produkcji jednostkowej i małoseryjnej.,

27. Co to jest struktura produktu?

Określa podstawowe dane niezbędne do modelowania procesów wytwórczych. Zawiera główne składniki procesu wytwórczego zdeterminowane produktem, technologią i środkami produkcji. Można wyróżnić 3 rodzaje struktur produktu:

• montażowa - zawiera dane o relacjach pomiędzy poszczególnymi zespołami i elementami, a także technologię montażu.

• konstrukcyjna - zawiera wszystkie cechy konstrukcyjne wyrobu

• technologiczną - determinuje proces technologiczny, uruchamia się na jej podstawie zlecenia produkcyjne lub zaopatrzeniowe

28. Jakie wyróżnia się hierarchiczne poziomy w strukturze produktu i gdzie są one wykorzystywane?

Na najwyższym stopniu w strukturze wyrobu stoi struktura montażu poszczególnych produktów składowych, poziom niżej znajduje się produkty składowe, niżej zespoły wchodzące w skład poszczególnych produktów, niżej podzespoły, a najniżej elementy tworzące podzespoły. Można wyróżnić elementy wytwarzane, kooperacyjne, handlowe i pomocnicze. Poszczególne poziomy hierarchii mają zastosowanie w obrębie całego przedsiębiorstwa. Najniższe poziomy pomagają ustalić normy zużycia, wielkości kupowane lub wydawane z magazynu dla konkretnej wielkości wytwarzanego produktu finalnego.

30. Organizacyjne różnice w produkcji jednostkowej, seryjnej i masowej.

Produkcja jednostkowa - MRP

Produkcja seryjna - OPT oraz KABAN (realizując koncepcję JIT oraz LM)

Produkcja masowa - MRP oraz FZS (ciągłe uzupełnianie zbilansowanych stanów potrzeb materiałowych)

32. Czym różni się produkcja na zamówienie i na magazyn?

W przypadku produkcji na magazyn ingerencja klienta w produkt tzn. możliwość wyboru wariantów jest ograniczona do gotowych zestawów dostępnych w sprzedaży. Jeśli chodzi o produkcję na zamówienie sytuacja jest odwrotna. Produkuje się wyroby zgodnie ze specyfikacją wariantów klienta.

34. Jakie typy danych opisują zlecenie produkcyjne?

Zlecenie produkcyjne zawiera: termin realizacji, wolumen zlecenia, potrzebne narzędzia, zaangażowane wydziały produkcyjne oraz co za tym idzie potrzebne osoby. Określa także zleceniodawcę.

---